CN106428403B - 一种变速稳定的三级变速驱动装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种变速稳定的三级变速驱动装置，包括：轮毂、中心轴、设置于轮毂与中心轴之间的变速机构及拨档机构，所述变速机构包括：行星变速器、输入换挡机构及输出换挡机构，所述行星变速器包括：齿圈、中心轮、行星轮及行星架，所述输入换挡机构包括：输入棘爪固定架及安装于输入棘爪固定架上的数个第一输入棘爪及数个第二输入棘爪，所述输出换挡机构包括：输出棘爪固定架及安装于输出棘爪固定架上的数个输出离心棘爪，所述输出棘爪固定架与轮毂固定连接，所述拨档机构包括：换挡套及拨档杆，所述换挡套与拨档杆之间通过拨档传动杆连接，本发明通过在轮毂内设置一套离心换挡机构及一套手动换挡机构，从而可实现三级变速。

Description

一种变速稳定的三级变速驱动装置
【技术领域】
本发明涉及自行车技术领域，具体涉及一种变速稳定的三级变速驱动装置。
【背景技术】
自行车变速器分为内变速器和外变速器两种，外变速器是采用开放式链条机构为传动系统，通过拨动安装于自行车前方的换挡器使链条变换到不同的飞轮上实现不同的链条传动比，由于外变速器裸露在外，因此比较容易生锈，而且容易受到外力的干扰，所以经常需要定期维护保养，内变速器主要是以行星齿轮机构作为传动主体，被密封在花鼓内部，经过多层特殊密封材料保护，所以雨水、灰尘、油垢等无法进入，故无需定期保养，实现了免保养的优点。
【发明内容】
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种传动效率高、变速稳定的三级变速驱动装置。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种变速稳定的三级变速驱动装置，包括：轮毂、中心轴、设置于轮毂与中心轴之间的变速机构及拨档机构，所述变速机构包括：行星变速器、输入换挡机构及输出换挡机构，所述行星变速器包括：齿圈、中 心轮、行星轮及行星架，所述中心轮与中心轴固定连接或一体成型，所述输入换挡机构包括：输入棘爪固定架及安装于输入棘爪固定架上的数个第一输入棘爪及数个第二输入棘爪，所述第一输入棘爪、第二输入棘爪通过连接件安装于输入棘爪固定架上，所述输入棘爪固定架上设有用于控制第一输入棘爪初始位置的第一弹性部及用于控制第二输入棘爪初始位置的第二弹性部，所述输出换挡机构包括：输出棘爪固定架及安装于输出棘爪固定架上的数个输出离心棘爪，所述输出棘爪固定架上安装有用于控制输出离心棘爪初始位置的第三弹性部，所述输出棘爪固定架与轮毂固定连接，所述输出离心棘爪包括主体部及设置于主体部一端的一侧面上的配重块，所述主体部的一端设有双面棘爪，所述主体部的另一端设有定位孔，所述配重块与双面棘爪设置于同一端，所述齿圈的一端设有与第一输入棘爪相配合的第一棘轮，所述行星架的一端设有与第二输入棘爪相配合的第二棘轮，所述齿圈的另一端与行星架的另一端形成收容腔，所述输出离心棘爪的主体部收容于收容腔内，所述齿圈设有位于收容腔内的内壁，所述齿圈的内壁处设有与输出离心棘爪相配合的内棘轮，所述行星架设有位于收容腔内的外壁，所述行星架的外壁处设有与输出离心棘爪相配合的外棘轮，所述双面棘爪的内面棘爪部与外棘轮相配合，所述双面棘爪的外面棘爪部与内棘轮相配合，所述拨档机构包括：换挡套及拨档杆，所述换挡套与拨档杆之间通过拨档传动杆连接，所述换挡套套设于中心轴上，所述拨档杆设置于中心轴内并可相对于中心轴轴向移动，所述中心轴设有与拨档传动杆相配合的滑 槽。
本发明中的一种变速稳定的三级变速驱动装置进一步设置为：所述输出离心棘爪的双面棘爪的棘爪齿形为不能超越随行的梯形齿形。
本发明中的一种变速稳定的三级变速驱动装置进一步设置为：所述内棘轮及外棘轮的棘轮齿形为不能超越随行的梯形齿形。
本发明中的一种变速稳定的三级变速驱动装置进一步设置为：所述数个输出离心棘爪之间通过平衡拉杆连接。
本发明中的一种变速稳定的三级变速驱动装置进一步设置为：所述换挡套的外侧设有与第一输入棘爪及第二输入棘爪相配合的凸台。
本发明中的一种变速稳定的三级变速驱动装置进一步设置为：所述输入棘爪固定架的一端设有第一并紧件，所述输入棘爪固定架与第一并紧件之间设有第一滚珠，所述输出棘爪固定架的一端设有第二并紧件，所述输出棘爪固定架与第二并紧件之间设有第二滚珠。
本发明中的一种变速稳定的三级变速驱动装置进一步设置为：所述输入棘爪固定架与轮毂之间设有第三滚珠。
本发明中的一种变速稳定的三级变速驱动装置进一步设置为：所述第一弹性部、第二弹性部及第三弹性部为扭簧、弹簧或弹簧片。
本发明中的一种变速稳定的三级变速驱动装置进一步设置为：所述连接件为销。
本发明中的一种变速稳定的三级变速驱动装置进一步设置为：所述换挡套与中心轮之间设有复位弹簧
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明中的三级变速驱动装置结构紧凑、安装方便、传动效率高、换挡牢靠、变速稳定，通过在轮毂内设置一套离心换挡机构及一套手动换挡机构，从而可实现三级变速。
【附图说明】
图1是本发明中三级变速驱动装置的主视结构示意图。
图2是本发明中三级变速驱动装置的分解结构示意图。
图3是本发明中三级变速驱动装置的剖视结构示意图。
图中：1、轮毂，2、中心轴，20、滑槽，3、变速机构，4、拨档机构，40、换挡套，400、凸台，401、复位弹簧，41、拨档杆，42、拨档传动杆，5、行星变速器，50、齿圈，500、第一棘轮，501、内棘轮，51、中心轮，52、行星轮，53、行星架，530、第二棘轮，531、外棘轮，54、收容腔，6、输入换挡机构，60、输入棘爪固定架，600、第一弹性部，601、第二弹性部，61、第一输入棘爪，62、第二输入棘爪，63、销，7、输出换挡机构，70、输出棘爪固定架，700、第三弹性部，71、输出离心棘爪，710、主体部，711、配重块，712、双面棘爪，7120、内面棘爪部，7121、外面棘爪部，713、定位孔，8、第一并紧件，9、第二并紧件。
【具体实施方式】
下面通过具体实施例对本发明所述的一种变速稳定的三级变速驱动装置作进一步的详细描述。
参图1至图3所示，一种变速稳定的三级变速驱动装置，包括：轮毂1、中心轴2、设置于轮毂1与中心轴2之间的变速机构3及拨档机构4。
所述变速机构3包括：行星变速器5、输入换挡机构6及输出换挡机构7，所述行星变速器5包括：齿圈50、中心轮51、行星轮52及行星架53，所述中心轮51与中心轴2固定连接或一体成型，所述输入换挡机构6包括：输入棘爪固定架60及安装于输入棘爪固定架60上的数个第一输入棘爪61及数个第二输入棘爪62，所述第一输入棘爪61、第二输入棘爪62通过销63安装于输入棘爪固定架60上，所述输入棘爪固定架60上设有用于控制第一输入棘爪61初始位置的第一弹性部600，所述输入棘爪固定架60上设有用于控制第二输入棘爪62初始位置的第二弹性部601，所述输出换挡机构7包括：输出棘爪固定架70及安装于输出棘爪固定架70上的数个输出离心棘爪71，数个输出离心棘爪71之间通过平衡拉杆连接。所述输出棘爪固定架70上安装有用于控制输出离心棘爪71初始位置的第三弹性部700，所述第一弹性部600、第二弹性部601、第三弹性部700可以为扭簧、弹簧或弹簧片。所述输出棘爪固定架70与轮毂1固定连接，所述输出离心棘爪71包括主体部710及设置于主体部710一端的一侧面上的配重块711，所述主体部710的一端设有双面棘爪712，所述主体部710 的另一端设有定位孔713，所述配重块711与双面棘爪712设置于同一端，所述齿圈50的一端设有与第一输入棘爪61相配合的第一棘轮500，所述行星架53的一端设有与第二输入棘爪62相配合的第二棘轮530，所述齿圈50的另一端与行星架53的另一端形成收容腔54，所述主体部710收容于收容腔54内，所述齿圈50设有位于收容腔54内的内壁，所述齿圈50的内壁处设有与输出离心棘爪71相配合的内棘轮501，所述行星架53设有位于收容腔54内的外壁，所述行星架53的外壁处设有与输出离心棘爪71相配合的外棘轮531，所述双面棘爪712的内面棘爪部7120与外棘轮531相配合，所述双面棘爪712的外面棘爪部7121与内棘轮501相配合。所述双面棘爪712的内面棘爪部7120及外面棘爪部7121的齿形均为不能超越随行的梯形齿形，所述内棘轮501及外棘轮531的棘轮齿形均为不能超越随行的梯形齿形，这样设置的好处在于：不能超越随行，只能同步运转，换挡比较稳定。所述输入棘爪固定架60的一端设有第一并紧件8，所述输入棘爪固定架60与第一并紧件8之间设有第一滚珠，所述输出棘爪固定架70的一端设有第二并紧件9，所述输出棘爪固定架70与第二并紧件9之间设有第二滚珠。所述输入棘爪固定架60与轮毂1之间设有第三滚珠。
所述拨档机构4包括：换挡套40及拨档杆41，所述换挡套40与拨档杆41之间通过拨档传动杆42连接，所述换挡套40套设于中心轴2上，所述拨档杆41设置于中心轴2内并可相对于中心轴2作来回移动，所述中心轴2设有与拨档传动杆42相配合的 滑槽20，所述换挡套40的外侧设有与第一输入棘爪61及第二输入棘爪62相配合的凸台400，在本实施方式中，所述换挡套40与中心轮51之间设有复位弹簧401，当然在其他的实施方式中，所述复位弹簧401也可设置于拨档传动杆42与中心轴2之间。
本发明中三级变速驱动装置的工作原理为：动力由输入棘爪固定架60输入，经过变速机构3变速后由输出棘爪固定架70输出，由于输出棘爪固定架70与轮毂1固定连接，因此最终动力从轮毂1输出，本发明中的变速机构3共实现三级变速，初始位置时，换挡套40位于最右端，第一输入棘爪61打开，第二输入棘爪62关闭，所述第一输入棘爪61与齿圈50上的第一棘轮500相啮合，因此动力由输入棘爪固定件60传输给齿圈50，通过行星轮52的传动，齿圈50将动力传输给行星架53，输出离心棘爪71初始位置时，双面棘爪712的内面棘爪部7120与行星架53的外棘轮531相啮合，因此行星架53再将动力传输给输出棘爪固定架70及输出离心棘爪71，最终带动轮毂1旋转，实现慢档变速，当要加快速度时，手动移动拨档杆41，将拨档杆41由右向左移动，从而使第二输入棘爪62打开，第一输入棘爪61关闭，第二输入棘爪62打开后与行星架53一端的第二棘轮530相啮合，所述第一输入棘爪61关闭后与齿圈50的第一棘轮500脱离啮合，因此，动力由输入棘爪固定件60传输给行星架53，此时输出离心棘爪71的双面棘爪712的内面棘爪部7120仍然与行星架53的外棘轮531相啮合，因此动力由行星架53输入，再由行星架53输出，形成一比一输出，实现中档变速，当输入速度再加快时， 输出离心棘爪71的配重块711在离心力的作用下向远离轴心的方向移动，使得输出离心棘爪71的内面棘爪部7120与行星架53的外棘轮531相脱离，使得输出离心棘爪71的外面棘爪部7121与齿圈50的内棘轮501相啮合，因此，动力由输入棘爪固定架60传输给行星架53，再由齿圈50传输给输出棘爪固定架70及输出离心棘爪71，最终带动轮毂1转动，实现快档变速。
综上所述，本发明中的三级变速驱动装置结构紧凑、安装方便、传动效率高、换挡牢靠、变速稳定，通过在轮毂内设置一套离心换挡机构及一套手动换挡机构，从而可实现三级变速。
上述的实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种变速稳定的三级变速驱动装置，其特征在于，包括：轮毂、中心轴、设置于轮毂与中心轴之间的变速机构及拨档机构，所述变速机构包括：行星变速器、输入换挡机构及输出换挡机构，所述行星变速器包括：齿圈、中心轮、行星轮及行星架，所述中心轮与中心轴固定连接或一体成型，所述输入换挡机构包括：输入棘爪固定架及安装于输入棘爪固定架上的数个第一输入棘爪及数个第二输入棘爪，所述第一输入棘爪、第二输入棘爪通过连接件安装于输入棘爪固定架上，所述输入棘爪固定架上设有用于控制第一输入棘爪初始位置的第一弹性部及用于控制第二输入棘爪初始位置的第二弹性部，所述输出换挡机构包括：输出棘爪固定架及安装于输出棘爪固定架上的数个输出离心棘爪，所述输出棘爪固定架上安装有用于控制输出离心棘爪初始位置的第三弹性部，所述输出棘爪固定架与轮毂固定连接，所述输出离心棘爪包括主体部及设置于主体部一端的一侧面上的配重块，所述主体部的一端设有双面棘爪，所述主体部的另一端设有定位孔，所述配重块与双面棘爪设置于同一端，所述齿圈的一端设有与第一输入棘爪相配合的第一棘轮，所述行星架的一端设有与第二输入棘爪相配合的第二棘轮，所述齿圈的另一端与行星架的另一端形成收容腔，所述输出离心棘爪的主体部收容于收容腔内，所述齿圈设有位于收容腔内的内壁，所述齿圈的内壁处设有与输出离心棘爪相配合的内棘轮，所述行星架设有位于收容腔内的外壁，所述行星架的外壁处设有与输出离心棘爪相配合的外棘轮，所述双面棘爪的内面棘爪部与外棘轮相配合，所述双面棘爪的外面棘爪部与内棘轮相配合，所述拨档机构包括：换挡套及拨档杆，所述换挡套与拨档杆之间通过拨档传动杆连接，所述换挡套套设于中心轴上，所述拨档杆设置于中心轴内并可相对于中心轴轴向移动，所述中心轴设有与拨档传动杆相配合的滑槽。
2.如权利要求1所述的一种变速稳定的三级变速驱动装置，其特征在于：所述输出离心棘爪的双面棘爪的棘爪齿形为不能超越随行的梯形齿形。
3.如权利要求1所述的一种变速稳定的三级变速驱动装置，其特征在于：所述内棘轮及外棘轮的棘轮齿形为不能超越随行的梯形齿形。
4.如权利要求1所述的一种变速稳定的三级变速驱动装置，其特征在于：所述数个输出离心棘爪之间通过平衡拉杆连接。
5.如权利要求1所述的一种变速稳定的三级变速驱动装置，其特征在于：所述换挡套的外侧设有与第一输入棘爪及第二输入棘爪相配合的凸台。
6.如权利要求1所述的一种变速稳定的三级变速驱动装置，其特征在于：所述输入棘爪固定架的一端设有第一并紧件，所述输入棘爪固定架与第一并紧件之间设有第一滚珠，所述输出棘爪固定架的一端设有第二并紧件，所述输出棘爪固定架与第二并紧件之间设有第二滚珠。
7.如权利要求1所述的一种变速稳定的三级变速驱动装置，其特征在于：所述输入棘爪固定架与轮毂之间设有第三滚珠。
8.如权利要求1所述的一种变速稳定的三级变速驱动装置，其特征在于：所述第一弹性部、第二弹性部及第三弹性部为扭簧、弹簧或弹簧片。
9.如权利要求1所述的一种变速稳定的三级变速驱动装置，其特征在于：所述连接件为销。
10.如权利要求1所述的一种变速稳定的三级变速驱动装置，其特征在于：所述换挡套与中心轮之间设有复位弹簧。
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